專利名稱：一種二值化閾值可調(diào)的接觸式圖像傳感器信號(hào)采集裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型適用于圖像掃描應(yīng)用領(lǐng)域，具體涉及一種二值化閾值可調(diào)的接觸式圖像傳感器信號(hào)采集裝置。
背景技術(shù)：
圖像信號(hào)采集傳感器種類繁多，應(yīng)用的領(lǐng)域十分廣闊。常用到的圖像采集傳感器主要有接觸式圖像傳感器、電荷耦合元件、互補(bǔ)金屬氧化物半導(dǎo)體等作為掃描影像的傳感器，接觸式圖像傳感器為線性傳感器的一種，是用來(lái)將平面的圖像或文件掃描成電子格式，以便儲(chǔ)存、顯示、處理或傳輸?shù)墓怆娫?。產(chǎn)品具有輕、薄的特性，且由于組裝容易，可即插即用，可節(jié)省生產(chǎn)成本。接觸式圖像傳感器在很多圖像采集傳輸系統(tǒng)中有著廣泛的應(yīng)用。 圖像信號(hào)采集傳感器信號(hào)采集與處理一直是研究的熱點(diǎn)，目前，所采用的信息采集、處理控制板主要包含獨(dú)立的時(shí)鐘發(fā)生電路、高速A/D轉(zhuǎn)換電路、微處理器等，該類控制板能夠滿足一般圖像傳感信號(hào)采集，但是將會(huì)增加了系統(tǒng)的成本，降低了系統(tǒng)的工作效率。
發(fā)明內(nèi)容本實(shí)用新型的目的在于提供一種檢測(cè)精度高、實(shí)時(shí)性好、穩(wěn)定性高的二值化閾值可調(diào)的接觸式圖像傳感器信號(hào)采集裝置。一種二值化閾值可調(diào)的接觸式圖像傳感器信號(hào)采集裝置，包括信號(hào)采集模塊、信號(hào)處理模塊、接觸式圖像傳感器，接觸式圖像傳感器的信號(hào)輸出端與信號(hào)采集模塊的信號(hào)輸入端連接，信號(hào)采集模塊的信號(hào)輸出端分別與信號(hào)處理模塊的信號(hào)輸入端連接，信號(hào)處理模塊的信號(hào)輸出端分別與信號(hào)采集模塊、接觸式圖像傳感器連接。所述信號(hào)處理模塊包括用于產(chǎn)生接觸式圖像傳感器工作所需的時(shí)脈信號(hào)的頻率發(fā)生模塊、用于放大驅(qū)動(dòng)接觸式圖像傳感器的時(shí)脈信號(hào)的功率放大模塊、捕捉模塊、用于信號(hào)信息處理的處理模塊，頻率發(fā)生模塊通過功率放大模塊與接觸式圖像傳感器連接，信號(hào)采集模塊的信號(hào)輸出端與輸入捕捉模塊的輸入端連接，捕捉模塊的輸出端與處理模塊的輸入端連接，處理模塊的輸出端與信號(hào)采集模塊的輸入端連接。信號(hào)處理模塊內(nèi)部集成的頻率發(fā)生模塊，用于產(chǎn)生接觸式圖像傳感器工作所需的時(shí)脈信號(hào)，并利用功率放大電路將時(shí)脈信號(hào)進(jìn)行放大以驅(qū)動(dòng)接觸式圖像傳感器工作。所述信號(hào)采集模塊包括模擬開關(guān)組、比較放大電路；信息處理模塊的信號(hào)輸出端與模擬開關(guān)組的輸入端連接，模擬開關(guān)組與比較放大電路連接，接觸式圖像傳感器的信號(hào)輸出端與比較放大電路的信號(hào)輸入端連接，比較放大電路的信號(hào)輸出端與信息處理模塊的輸入端連接。所述模擬開關(guān)組為高速模擬開關(guān)組，所述模擬開關(guān)組中不同的模擬開關(guān)帶有不同的偏置電壓。處理信號(hào)的信號(hào)處理模塊根據(jù)采集到的數(shù)據(jù)，采用特定的算法計(jì)算出比較放大電路的參考電壓，進(jìn)而調(diào)整二值化的處理的閾值，降低了數(shù)字圖像的噪聲。[0011]所述信號(hào)處理模塊還連接有用于保存采集數(shù)據(jù)的外部存儲(chǔ)器。信號(hào)處理模塊將獲得的數(shù)字圖像信息以及計(jì)算得到的比較放大電路的參考電壓保存到外部存儲(chǔ)器。所述信號(hào)處理模塊為單片機(jī)。單片機(jī)內(nèi)部包含有頻率發(fā)生模塊、功率放大模塊，可以在接觸式圖像傳感器采集圖像時(shí)避免在信號(hào)同步方面耗費(fèi)太多的時(shí)間。本實(shí)用新型的二值化閾值可調(diào)的接觸式圖像傳感器信號(hào)采集裝置的工作流程為I)頻率發(fā)生模塊產(chǎn)生接觸式圖像傳感器工作所需的時(shí)脈信號(hào)；2)功率放大模塊放大步驟I)的時(shí)脈信號(hào)驅(qū)動(dòng)接觸式圖像傳感器工作；3)接觸式圖像傳感器采集掃描件的圖像信息，輸出模擬電壓值； 4)信號(hào)處理模塊控制模擬開關(guān)組中模擬開關(guān)的開關(guān)，改變比較放大電路的參考電壓；5)步驟3)獲得輸出模擬電壓值經(jīng)比較放大電路后的數(shù)字圖像信息輸入信號(hào)處理模塊；6)信號(hào)處理模塊將采集到的一系列數(shù)字圖像信息組合得到完整的二值化數(shù)字圖像；7)信號(hào)處理模塊將數(shù)字圖像信息保存到外部存儲(chǔ)器，并計(jì)算比較放大電路下一次所需的閾值補(bǔ)償值，保存到外部存儲(chǔ)器。本實(shí)用新型相對(duì)現(xiàn)有技術(shù)具有如下優(yōu)點(diǎn)和有益效果(I)通過信號(hào)處理模塊內(nèi)部的頻率發(fā)生模塊配合功率放大模塊產(chǎn)生接觸式圖像傳感器工作需要的時(shí)脈信號(hào)，可以免除數(shù)據(jù)采集存在的時(shí)鐘同步問題；(2)通過模擬開關(guān)組，對(duì)比較放大電路的參考電壓進(jìn)行控制調(diào)節(jié)，可以根據(jù)實(shí)際情況改變二值化的閾值；(3)通過采集回來(lái)的圖像信號(hào)，可以計(jì)算出最優(yōu)化的參考電壓，可以對(duì)比較放大電路的參考電路進(jìn)行實(shí)時(shí)補(bǔ)償。

圖I是本實(shí)用新型系統(tǒng)框圖；圖2是本實(shí)用新型所述可控閾值的比較放大電路圖；圖3是本實(shí)用新型所述接觸式圖像傳感器工作時(shí)序圖。
具體實(shí)施方式
下面結(jié)合實(shí)施例及附圖，對(duì)本實(shí)用新型關(guān)鍵技術(shù)要點(diǎn)作進(jìn)一步詳細(xì)說明，但本實(shí)用新型的實(shí)施方式不限于此。如圖I所示，本實(shí)用新型中的信號(hào)采集裝置包括信號(hào)采集模塊I、信號(hào)處理模塊2、接觸式圖像傳感器3，其中信號(hào)處理模塊2采用型號(hào)為C8051F340的單片機(jī)，單片機(jī)包括用于產(chǎn)生接觸式圖像傳感器3工作所需的時(shí)脈信號(hào)的頻率發(fā)生模塊21、用于放大驅(qū)動(dòng)接觸式圖像傳感器3的時(shí)脈信號(hào)的功率放大模塊22、捕捉模塊23、用于信號(hào)信息處理的處理模塊24，所述頻率發(fā)生模塊21通過功率放大模塊22與接觸式圖像傳感器3連接，信號(hào)采集模塊I的信號(hào)輸出端與輸入捕捉模塊23的輸入端連接，輸入捕捉模塊23的輸出端與處理模塊24的輸入端連接，處理模塊24的輸出端與信號(hào)采集模塊I的輸入端連接。信號(hào)采集模塊I包括模擬開關(guān)組11、比較放大電路12 ;信號(hào)處理模塊2的信號(hào)輸出端與模擬開關(guān)組11的輸入端連接，模擬開關(guān)組11與比較放大電路12連接，接觸式圖像傳感器3的信號(hào)輸出端與比較放大電路12的信號(hào)輸入端連接，比較放大電路12的信號(hào)輸出端與信號(hào)處理模塊2的輸入端連接。如圖2為本實(shí)用新型閾值可調(diào)的比較放大電路12的電路圖，其中6個(gè)模擬開關(guān)門電路在單片機(jī)的控制下可以產(chǎn)生不同組合的偏置電壓加到比較放大電路12中，即可實(shí)現(xiàn)閾值可控。工作流程包括1)單片機(jī)內(nèi)部的頻率發(fā)生模塊21產(chǎn)生接觸式圖像傳感器3工作所需的時(shí)脈信號(hào)，經(jīng)過功率放大模塊22后輸入到接觸式圖像傳感器3中，等待若干時(shí)鐘信號(hào)后，掃描件的信息經(jīng)接觸式圖像傳感器3掃描輸出模擬電壓值，信號(hào)經(jīng)過加了模擬開關(guān) 組11輸出偏置電壓的比較放大電路12，轉(zhuǎn)換成單片機(jī)可以處理的邏輯電平；2)單片機(jī)將采集到的數(shù)字圖像信息保存到外部存儲(chǔ)器中，并由得到的圖像信息計(jì)算比較放大電路12下一次需要的閾值補(bǔ)償值，并保存到外部存儲(chǔ)器中；圖3為接觸式圖像傳感器3的工作時(shí)序圖，其工作流程如下接觸式圖像傳感器3的同步信號(hào)下降沿到來(lái)后，在接觸式圖像傳感器3的每個(gè)工作時(shí)鐘下降沿都會(huì)輸出像素的模擬值，直到一行像素全部輸出，假設(shè)接觸式圖像一行像素有個(gè)。接觸式圖像傳感器行同步信號(hào)等待所有像素全部輸出后，還需等待若干個(gè)工作時(shí)鐘周期，開始下一行掃描輸出。
權(quán)利要求1.一種ニ值化閾值可調(diào)的接觸式圖像傳感器信號(hào)采集裝置，其特征在于包括信號(hào)采集模塊(I)、信號(hào)處理模塊(2)、接觸式圖像傳感器(3)，所述接觸式圖像傳感器(3)的信號(hào)輸出端與信號(hào)采集模塊(I)的信號(hào)輸入端連接，信號(hào)采集模塊(I)的信號(hào)輸出端分別與信號(hào)處理模塊(2)的信號(hào)輸入端連接，信號(hào)處理模塊(2)的信號(hào)輸出端分別與信號(hào)采集模塊(I)、接觸式圖像傳感器(3)連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的ニ值化閾值可調(diào)的接觸式圖像傳感器信號(hào)采集裝置，其特征在于所述信號(hào)處理模塊(2)包括用于產(chǎn)生接觸式圖像傳感器(3)工作所需的時(shí)脈信號(hào)的頻率發(fā)生模塊(21)、用于放大驅(qū)動(dòng)接觸式圖像傳感器(3)的時(shí)脈信號(hào)的功率放大模塊(22)、捕捉模塊(23)、用于信號(hào)信息處理的處理模塊(24)，所述頻率發(fā)生模塊(21)通過功率放大模塊(22)與接觸式圖像傳感器(3)連接，信號(hào)采集模塊(I)的信號(hào)輸出端與輸入捕捉模塊(23)的輸入端連接，捕捉模塊(23)的輸出端與處理模塊(24)的輸入端連接，處理模塊(24)的輸出端與信號(hào)采集模塊(I)的輸入端連接。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的ニ值化閾值可調(diào)的接觸式圖像傳感器信號(hào)采集裝置，其特征在于所述信號(hào)采集模塊(I)包括模擬開關(guān)組(11)、比較放大電路(12 );信號(hào)處理模塊(2 )的信號(hào)輸出端與模擬開關(guān)組(11)的輸入端連接，模擬開關(guān)組(11)與比較放大電路(22)連接，接觸式圖像傳感器(3)的信號(hào)輸出端與比較放大電路(12)的信號(hào)輸入端連接，比較放大電路(12)的信號(hào)輸出端與信號(hào)處理模塊(2)的輸入端連接。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的ニ值化閾值可調(diào)的接觸式圖像傳感器信號(hào)采集裝置，其特征在于所述模擬開關(guān)組(11)為高速模擬開關(guān)組，所述模擬開關(guān)組(11)中不同的模擬開關(guān)帶有不同的偏置電壓。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的ニ值化閾值可調(diào)的接觸式圖像傳感器信號(hào)采集裝置，其特征在于所述信號(hào)處理模塊(2 )還連接有用于保存采集數(shù)據(jù)的外部存儲(chǔ)器。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的ニ值化閾值可調(diào)的接觸式圖像傳感器信號(hào)采集裝置，其特征在于所述信號(hào)處理模塊(2)為單片機(jī)。
專利摘要本實(shí)用新型公開一種二值化閾值可調(diào)的接觸式圖像傳感器信號(hào)采集裝置，包括信號(hào)采集模塊、信號(hào)處理模塊、接觸式圖像傳感器，所述接觸式圖像傳感器的信號(hào)輸出端與信號(hào)采集模塊的信號(hào)輸入端連接，信號(hào)采集模塊的信號(hào)輸出端分別與信號(hào)處理模塊的信號(hào)輸入端連接，信號(hào)處理模塊的信號(hào)輸出端分別與信號(hào)采集模塊、接觸式圖像傳感器連接。信號(hào)處理模塊包括頻率發(fā)生模塊、功率放大模塊，本實(shí)用新型通過信號(hào)采集模塊的比較放大電路將接觸式圖像傳感器采集回來(lái)的模擬信號(hào)與給定的參考電壓進(jìn)行比較后輸出數(shù)字信號(hào)，數(shù)字信號(hào)經(jīng)信號(hào)處理模塊組合形成所掃描圖片的二值化圖像。
文檔編號(hào)H04N1/031GK202475588SQ201220137060
公開日2012年10月3日 申請(qǐng)日期2012年4月1日 優(yōu)先權(quán)日2012年4月1日
發(fā)明者吳黎明, 羅春藝, 鄧耀華, 韓威 申請(qǐng)人:廣東工業(yè)大學(xué)